Plastic voedselverpakkingen blijken lastig te recyclen en belanden te vaak in de natuur. En kartonnen verpakkingen hebben veelal een waterresistent laagje dat soms zelfs giftige PFAS bevat. Wageningse onderzoekers ontwikkelen daarom waterdichte en biologisch afbreekbare coatings voor karton, die na gebruik gerecycled kunnen worden met het oud papier. Zo dragen ze bij aan een circulaire economie, waarin verpakkingen en andere producten zoals kleding veilig opnieuw gebruikt kunnen worden.
In een ideale wereld worden producten zo gemaakt dat ze na hun eerste leven makkelijk een tweede leven kunnen krijgen, en vervolgens een derde en vierde leven. “Nu produceren we vooral spullen die perfect zijn voor het eerste gebruik en daarna afgedankt worden”, zegt Christiaan Bolck, programmamanager Hernieuwbare materialen bij Wageningen Food & Biobased Research.
Recycling is een mooi idee, maar heeft in de praktijk nogal wat voeten in de aarde. Zo bleek uit recent Wagenings onderzoek dat slechts 27 procent van de momenteel in Nederland op de markt gebrachte kunststof verpakkingen goed valt te recyclen.“Er is immers nog geen sprake van recycling als plastic en textiel na de eerste afscheidings- of sorteringsstap alsnog in de verbrandingsoven belanden.”
Verpakkingen zijn meestal niet biologisch afbreekbaar, terwijl ze toch wel regelmatig in de natuur terecht komen. (Foto: Shutterstock.)
Wat nu ook veel gebeurt, is begraven van bouwmaterialen, waarbij het tweede leven meteen het laatste leven is. Zo belandt afgedankt beton uit gesloopte gebouwen, onder het asfalt van een wegdek. “Waar je naartoe wilt is dat het opnieuw gebruikt kan worden voor nieuwe gebouwen, zodat er geen nieuw beton geproduceerd hoeft te worden.”
Plastic soep, aardolie en PFAS
“We hebben behoefte aan producten die intrinsiek circulair zijn. In Wageningen doen we daar heel veel in”, aldus Bolck. Bijvoorbeeld in voedselverpakkingen. Veel plastic verpakkingen hebben als nadeel dat ze moeilijk te recyclen zijn vanwege het zogenaamde aanhangend vuil. Ook worden er voor de vervaardiging van de verpakkingen verschillende soorten kunststoffen en combinaties daarvan gebruikt. En verpakkingen zijn meestal niet biologisch afbreekbaar in de grond of in water, terwijl ze toch wel regelmatig in de natuur terecht komen. Daar hoopt het plastic zich op, zoals in de plastic soep. De plastics vallen in deeltjes uiteen en belanden in de grond, het water en mogelijk zelf in de voedselkringloop. Daarbij is veel plastic ook nog eens van aardolie gemaakt; een fossiele grondstof waar we vanaf willen vanwege het opwarmen van de aarde.
Een mogelijk goed alternatief voor plastic zijn verpakkingen van karton of papier. “De vochtresistentie is echter niet voldoende. Daarom wordt er vaak een plastic laagje toegevoegd. Zo zit aan de binnenkant van een kartonnen melkpak een plastic laagje.”
“Laten we ernaar streven dat we ongeveer 95 procent van de materialen die we produceren, opnieuw kunnen gebruiken.”
Maar soms worden ook andere waterwerende stoffen gebruikt, zoals de PFAS die de laatste tijd zoveel in het nieuws zijn. En deze stoffen belanden via de verpakkingen in ons voedsel, milieu en drinkwater. Met als extra probleem dat deze fluor-koolstofverbindingen waaruit de waterafstotende PFAS bestaan, niet afbreken. Zelfs niet na eeuwen.
Inspiratie uit de natuur
Om veilige verpakkingen van karton te kunnen maken, ontwikkelen Bolck en zijn collega’s een waterproof laagje van plantaardig materiaal. “De uitdaging is om een coating te maken die papier de eigenschappen van plastic geeft: voedselveilig en waterresistent maar ook en goed recyclebaar en biologisch afbreekbaar, mocht het onverhoopt in het milieu belanden. We laten ons daarbij inspireren door de natuur. De natuur maakt immers ook plantaardige grondstoffen die waterresistent of zelfs -afstotend zijn én goed biologisch afbreekbaar zijn.”
Meer dan dit tipje van de sluier kan de programmamanager nog niet oplichten. Maar als het project slaagt, en daar ziet het wel naar uit, kunnen er straks echt hernieuwbare maar ook veilige kartonnen en papieren voedselverpakkingen worden vervaardigd die na gebruik bij het oud papier kunnen.
Recycling lab
In het Wageningse Recycling lab kunnen de wetenschappers nabootsen of materialen echt goed te recyclen zijn. “We hebben een speciaal laboratorium voor plastic, maar kijken ook naar papier en karton, textiel, metaal, glas en bouwmaterialen.” De onderzoekers bestuderen daarnaast in hun labs de eigenschappen van materialen zoals afbreekbaarheid en waterresistentie. Ze kijken hoe ze samenstellingen kunnen scheiden of biologische afbraakprocessen versnellen, en of materialen geschikt zijn voor voedselcontact. “Het is bijvoorbeeld niet de bedoeling dat de verpakking al afbreekt als het voedsel er nog in zit en daarmee in het voedsel terechtkomt.”
Wageningse onderzoekers bestuderen in hun labs de eigenschappen van materialen zoals afbreekbaarheid en waterresistentie.
Kledinglogo’s en jeans
Wageningen werkt ook in andere projecten aan het beter herbruikbaar maken van producten, waaronder kleding. Zo wil het ministerie van Defensie graag uniformen en werkkleding ontwerpen die opnieuw gebruikt kunnen worden. Een onderzoeksteam onderzocht welke textielsoorten en andere materialen zich daar het beste voor lenen. “Eén van de aandachtspunten vormen de logo’s. Wanneer die op kleding genaaid worden, zijn ze makkelijker te verwijderen dan als ze erop gelijmd worden, zoals nu vaak gebeurt.”
Ook bij textiel is hergebruik vaak lastig door het gecombineerd gebruik van verschillende materialen. “Zo is Katoen een heel mooie vezel die ook hergebruikt kan worden, maar bijvoorbeeld jeans bevatten naast katoen vaak elastaan om rek te geven. In recycling van de jeans vormt dat nu juist het probleem, omdat katoen en elastaan moeilijk uit elkaar zijn te halen.” Er is al wel een basistechnologie ontwikkeld om het elastaan te verwijderen zonder de kwaliteit van het katoen verder aan te tasten. “Maar het mooiste is natuurlijk als je producten van te voren zo ontwerpt dat de verschillende materialen makkelijk en milieuvriendelijk te scheiden zijn voor hoogwaardig hergebruik, of dat je maar een type materiaal gebruikt en ze dus niet eens voor uit elkaar hoeft te halen.”
Plantaardige grondstoffen
“Ons streven is dat we van tevoren nadenken over wat een product doet met de omgeving. Over hoe we met grondstoffen omgaan, hoe ze het beste hergebruikt kunnen worden en of materialen veilig zijn”, besluit Bolck. “Dat gebeurt nu nog maar heel weinig. De verantwoordelijkheid voor afval ligt bij de maatschappij en niet bij de fabrikant. In de toekomst zal daarom extended producer responsibility, waarbij de producent verantwoordelijk blijft voor het materiaal, de inname ervan en het hergebruik, hopelijk steeds gewoner worden.”
De programmamanager wil graag toe naar een wereld waarin producten als het ware telkens opnieuw reïncarneren. “Laten we ernaar streven dat we ongeveer 95 procent van de materialen die we produceren, opnieuw kunnen gebruiken. En dat alles wat we niet opnieuw kunnen gebruiken van plantaardige grondstoffen is vervaardigd, en niet van eindige fossiele grondstoffen zoals aardolie die het probleem van de CO2-uitstoot vergroten.”
Op de conferentie Circular@WUR april 2022 geeft WUR een overzicht van de nieuwste kennis over een circulaire, biobased samenleving. Deelnemers kunnen de circulaire uitdaging ervaren in masterclasses en inspiratie opdoen door bezoeken aan de meest innovatieve circulaire bedrijven in Nederland. Relevante, impactvolle keynote speakers geven hun inspirerende visie. Zoals vanuit WUR Imke de Boer en Hans van Meijl maar ook gastsprekers als Jaqueline Cramer (Utrecht Sustainability Institute), Helmut Haberl (University of Natural Resources and Life Sciences Austria) en Bob Hendrix (Chief Commercial Officer at ABN AMRO Investment Solutions Keynote). Lees meer.
